Organ Culture:- Root Culture

UPDATED ON:- 01-07-2023
अंग संवर्धन (Organ Culture):-

·         परिभाषा (Definition):- 

जब पादप का कोई अंग कर्तोतक के रूप में उपयोग किया जाता है तो इसे अंग संवर्धन कहते हैं।

(When an organ of a plant is used as an explant, it is called organ culture.)

·         प्रकार (Types):- पादप अंग के प्रकार के आधार पर अंग संवर्धन 3 प्रकार का होता है –

(Depending on the type of plant organ, organ culture is of 3 types -)

S. No.

अंग (Organ)

संवर्धन का प्रकार

(Type of Culture)

1

मूल या जड़ (Root)

मूल संवर्धन 

(Root Culture)

2

शूट  (Shoot)            

शूट टिप कल्चर

(Shoot Tip Culture)

3

पर्ण  (Leaf)

पर्ण संवर्धन

(Leaf Culture)



मूल
 संवर्धन (Root Culture):-

·         परिभाषा (Definition):- 

जब निर्जमित दशाओं में अंकुरित बीज से मुलांकुर शिखाग्र को पृथक करके कर्तोतक के रूप में उपयोग करते हुए संवर्धित किया जाता है तो इसे मूल संवर्धन कहते हैं।

(When the radicle apex is separated from the germinated seed in sterilized conditions, and is cultured as an explant, it is called root culture.)

·         सिद्धान्त (Principal):- प्राकृतिक दशाओं में विकसित पौधे उपयुक्त नहीं होते हैं। तरुण पौध विषैले निर्जमीकारकों के प्रति बहुत अधिक संवेदनशील होते हैं। इसलिए निर्जमित दशाओं में अंकुरित बीज से मुलांकुर के शिखाग्र को लिया जाता है।

(Plants grown in natural conditions are not suitable. Young plants are very sensitive to toxic sterilizing agents. Therefore, the radicle apex is taken from the seed germinated in sterilized conditions.)

·         विधि (Procedure):-

Ø  सबसे पहले बीजों का सतही निर्जमीकरण किया जाता है। अब इन बीजों को निर्जमित आसुत जल से धो लेते हैं ताकि सतह पर उपस्थित अतिरिक्त रसायन हट जाए।

(The seeds are first surface sterilized. Now wash these seeds with sterilized distilled water to remove excess chemicals present on the surface.)

Ø  अब इन बीजों को पेट्रीडिश में नम फिल्टर पेपर पर अथवा ठोस व्हाइट के माध्यम पर रखकर अंधेरे में 25°ताप पर ऊष्मायन किया जाता है। जिससे बीजों का अंकुरण हो जाता है।

(Now these seeds are incubated at 25 ° C in the dark by placing them on moist filter paper or on solid white's medium in patridish. Now seeds germinate in a few hours.)

Ø  जब पौध की जड़ें 20 से 40 mm लम्बी हो जाती हैं तो 10 mm मूल शिखाग्र को चाकू या ब्लेड की सहायता से काटकर 100 ml कोनिकल फ्लास्क में उपस्थित 40 ml द्रव माध्यम में डालकर 25°तापमान पर 10 दिनों तक अंधेरे में ऊष्मायन करते हैं। जिससे मूल तन्त्र विकसित हो जाता है।

(When the roots of the plant are 20 to 40 mm long, they cut 10 mm of the root tip with a knife or blade and put it in 40 ml liquid medium present in 100 ml conical flask and incubate in the dark for 10 days at 25 ° C temperature. As a result the root system develops.)

Ø  अब इस मूल तन्त्र को एक निर्जमित पेट्रीडिश में रखकर ऊष्मा द्वारा निर्जमित कैंची की सहायता से छोटे छोटे टुकड़ों में काट लेते हैं। प्रत्येक टुकड़े को सैक्टर इनोकुलम कहते हैं जिसमें 4 – 5 तरुण पार्श्व शाखाएँ होती हैं।

(Now, keep this root system in a sterilized patridish and cut it into small pieces with the help of a heat-sterilized scissors. Each piece is called a sector inoculum which has 4–5 young lateral branches.)

Ø  अब प्रत्येक सैक्टर इनोकुलम को द्रव माध्यम में डालकर 25°तापमान पर 7 दिनों तक अंधेरे में ऊष्मायन करते हैं। जिसके फलस्वरूप नया मूल तन्त्र विकसित होता है।

(Now each sector inoculum is put into liquid medium and incubated in the dark for 7 days at 25 ° C temperature. As a result, a new root system develops.)

Ø  अब 10 mm मूल शिखाग्र को काटकर प्रयोग के लिए संवर्धन किया जाता है।

(Now the 10 mm root apex is cut and cultured for use.)

·         महत्व (Importance):-

Ø  मूल वृद्धि में कार्बोहाइड्रेट उपापचयनपोषक तत्वों  विटामिन्स के महत्व को समझने में सहायता मिलती है।

(Root culture helps in understanding the importance of carbohydrate metabolism, nutrients and vitamins in root growth.)

Ø  वृद्धि हार्मोन्स के लिए मूल की शूट पर निर्भरता के बारे में आधारभूत जानकारी प्राप्त होती है।

(Basic information about the dependence of shoot hormones for growth is obtained.)

Ø  विभिन्न यौगिकों का मूल वृद्धि पर प्रभाव के अध्ययन के लिए मूल क्लोन्स उपयुक्त आदर्श सामग्री होते हैं।

(Root clones are the ideal material for studying the effect of different compounds on root growth.)

Ø  नेक जातियों में मूल संवर्धन नहीं किया जा सकता। सफल मूल संवर्धन वाले पौधों (टमाटरमटरगाजर आदि)से महत्वपूर्ण जानकारी मिलती हैं।

[Root culture cannot be done in many species. Successful root culture plants (tomatoes, peas, carrots etc.), provide important information.]

·         अनुप्रयोग (Applications):-

1. लेग्यूम मूल के संवर्धन में गांठ निर्माण का अध्ययन करना (Study of Nodulation of Leguminous Root in Culture):- 
नाइट्रोजन स्थिरीकरण जीवाणु Rhizobium के द्वारा लेग्यूम पौधों की जड़ों में गांठों का निर्माण किया जाता है।
यह प्रक्रिया एक जटिल कार्यिकीय तंत्र है जिस पर बहुत कम अध्ययन किया गया है।
लेग्यूम पौधों का मूल संवर्धन इसके अध्ययन के लिए एक आदर्श तंत्र प्रदान करता है। माध्यम नाइट्रेट रहित होना चाहिए।
नाइट्रेट – ये मूल वृद्धि के लिए आवश्यक होते हैं परन्तु गांठ निर्माण को रोकते हैं।
(Nodules are formed in the roots of legume plants by the nitrogen fixation bacterium Rhizobium. This process is a complex physiological system with little study. Root culturing of legume plants provides an ideal system for its study. Medium should be nitrate free.
Nitrate - They are essential for root growth but prevent nodule formation.)
2. मूल से तने का निर्माण (Regeneration of Shoots on Roots):- 
पृथक की गयी मूल के संवर्धन को कई वर्षों तक अनुरक्षित करके रखा जा सकता है। कुछ पौधों में संवर्धित मूल से तने के निर्माण को प्रेरित किया जा सकता है जैसे – Atropa, Convolvulus arvensis. Atropa में मूल के कटे हुए सिरों पर कैलस से तने के प्रवर्ध उत्पन्न होते हैं। Convolvulus में अन्तर्जात रूप से मूल के आंतरिक ऊतकों से तने के प्रवर्ध की उत्पत्ति होती है।
(Cultures of isolated roots can be maintained for many years. Stem formation can be induced in some plants from cultured roots such as - Atropa, Convolvulus arvensis. In the Atropa, the stem propagules arises at the severed cut ends of the root. In the Convolvulus, the stem propagules originates internally from the internal tissues of the root.)
3. मूल संवर्धन से द्वितीयक मेटाबोलाइट्स के निर्माण का अध्ययन करना (Study of Synthesis of Secondary Metabolites from Root Culture):- 
अनेक औषधीय पादप जातियों की मूल सामान्य उपापचयन के उप उत्पाद के रूप में महत्वपूर्ण फार्माशुटिकल एल्केलोइड्स का निर्माण करती है जिन्हें द्वितीयक मेटाबोलाइट्स कहते हैं। मूल संवर्धन का उपयोग इन यौगिकों के जैवनिर्माण स्थल की खोज के लिए किया जाता है। मूल संवर्धन का उपयोग इन यौगिकों के निर्माण को बढ़ाने के लिए भी किया जाता है।
(Root of many medicinal plant species produces important pharmaceutical alkaloids as a by-product of general metabolism, they are known as secondary metabolites. Root culture is used to discover the biosynthesis sites of these compounds. Root culture is also used to increase the formation of these compounds.)
4. द्वितीयक संवहनी ऊतकों का प्रारम्भ  विकास (Initiation and Development of Secondary Vascular Tissues):- सामान्यतपृथक संवर्धित मूल तरुण पौध मुलांकुर की केवल प्राथमिक संरचना ही प्रदर्शित करती है। इसलिए यह द्वितीयक संवहनी ऊतकों का निर्माण नहीं करती है। IAA की उपस्थिती में मटर के मूल संवर्धन में एधा (Cambiumका निर्माण होता है। इससे उन कारकों को परिभाषित किया जा सकता है जो इस संवहन एधा की स्थिति, उत्पत्ति का समय  कार्यशीलता का निर्धारण करते हैं।
(In general, isolated cultured root show only the primary structure of radicle of young plants . Therefore it does not form secondary vascular tissues. In the presence of the IAA, cambium is formed in the root culture of peas. This allows us to define the factors that determine the position, time of origin and activity of this cambium.)